TW201806877A - 一種高鎂含量濃縮液及高鎂含量飲用水的混合系統 - Google Patents

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Abstract

一種高鎂含量濃縮液，於第一實施例中，該高鎂含量濃縮液包含一重量百分比介於60000ppm至70000ppm之間的鎂、一重量百分比介於1000ppm至3200ppm之間的鈉、一重量百分比介於300ppm至3000ppm之間的鉀以及一重量百分比介於100ppm至300ppm之間的鈣，其餘為水；於第二實施例中，該高鎂含量濃縮液，包含一重量百分比介於40000ppm至50000ppm之間的鎂、一重量百分比介於8000ppm至18000ppm之間的鈉、一重量百分比介於8000ppm至17000ppm之間的鉀以及一重量百分比介於15ppm至250ppm之間的鈣，其餘為水。

Description

一種高鎂含量濃縮液及高鎂含量飲用水的混合系統
本發明為有關一種飲用水濃縮液及飲用水的混合系統，尤指一種高鎂含量濃縮液及高鎂含量飲用水的混合系統。
水乃人體之重要組成，而適度地補充水分可增進人體的新陳代謝以及體內循環，近來因健康意識的提升，人們對於飲用水的品質的要求增加，也相應帶動相關技術的開發。
習知的飲用水技術，可參歐洲專利第EP2298702號，揭示一種水的純化裝置，包括一水純化槽和一殺生物劑分配箱，該殺生物劑分配箱與殺生物劑儲存隔間及殺生物劑分配端口流體連通，該水純化槽經由一過濾器和一純水卸料槽流體連通，該純水卸料槽包括一排水機構，其特徵在於，該水純化槽包括一填裝杯，該填裝杯具有一入口端口以及一端口孔，該填裝杯位於該水純化槽之頂端，且經由該端口孔與該水純化槽流體連通，該裝置進一步包括一垂直管，該垂直管連接該填裝杯及該殺生物劑分配箱，其中該垂直管和該殺生物劑分配箱連接而能產生正壓，並於該垂直管操作時，致使殺生物劑投入於該水純化槽。或如美國專利公告第US7,329,358號，揭示一種淨水方法，先提供進水，進入電化脫離子裝置內，接著將來自電化脫離子裝置的水硬度控制到硬度水準以CaCO3 計在5~100ppm範圍，再將來自電化脫離子裝置的水鹼度控制到鹼度水準以CaCO3 計在10~100ppm範圍，將控制鹼度和降低硬度之水，做為淨水，供應給使用者。
傳統上生產飲用水之技術，大多著重於淨化水中對於人體有害的物質，但卻沒有針對如何的水質成分對人體有正面影響，有更進一步的研究，因此，實有待改善之處。
本發明的主要目的，在於解決傳統技術所提供的飲用水，並無法對人體提供顯著正面影響的問題。
為達上述目的，本發明提供一種高鎂含量濃縮液，包含一重量百分比介於60000ppm至70000ppm之間的鎂、一重量百分比介於1000ppm至3200ppm之間的鈉、一重量百分比介於300ppm至3000ppm之間的鉀以及一重量百分比介於100ppm至300ppm之間的鈣，其餘為水。
為達上述目的，本發明另提供一種高鎂含量濃縮液，包含一重量百分比介於40000ppm至50000ppm之間的鎂、一重量百分比介於8000ppm至18000ppm之間的鈉、一重量百分比介於8000ppm至17000ppm之間的鉀以及一重量百分比介於15ppm至250ppm之間的鈣，其餘為水。
為達上述目的，本發明還提供一種高鎂含量飲用水之混合系統，包含：
一高鎂含量濃縮液輸出裝置，係提供一如上述的高鎂含量濃縮液；
一淨化水輸出裝置，係提供一淨化水；以及
一與該高鎂含量濃縮液輸出裝置和該淨化水輸出裝置連通的混液裝置，並將該高鎂含量濃縮液與該淨化水混合而得到一高鎂含量飲用水。
由以上可知，本發明相較於習知技藝可達到之功效在於，藉由本發明所選擇的高鎂含量濃縮液的成份範圍，經實驗後發現，該高鎂含量濃縮液具有改善骨質疏鬆或抗疲勞之功效。
有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：
本發明提供一種高鎂含量濃縮液，於第一實施例中，該高鎂含量濃縮液包含一重量百分比介於60000ppm至70000ppm之間的鎂、一重量百分比介於1000ppm至3200ppm之間的鈉、一重量百分比介於300ppm至3000ppm之間的鉀以及一重量百分比介於100ppm至300ppm之間的鈣，其餘為水。於第二實施例中，該高鎂含量濃縮液，包含一重量百分比介於40000ppm至50000ppm之間的鎂、一重量百分比介於8000ppm至18000ppm之間的鈉、一重量百分比介於8000ppm至17000ppm之間的鉀以及一重量百分比介於15ppm至250ppm之間的鈣，其餘為水。
本發明進一步提供一種高鎂含量飲用水之混合系統，如『圖1』所示，為本發明一實施例，高鎂含量飲用水之混合系統示意圖，包含一高鎂含量濃縮液輸出裝置10、一淨化水輸出裝置20以及一混液裝置30，該高鎂含量濃縮液輸出裝置10提供一如上述的高鎂含量濃縮液，該淨化水輸出裝置20提供一淨化水，該混液裝置30與該高鎂含量濃縮液輸出裝置10和該淨化水輸出裝置20連通，並將該高鎂含量濃縮液與該淨化水混合而得到一高鎂含量飲用水。
於本發明之一實施例中，該高鎂含量濃縮液輸出裝置10可為一高鎂含量濃縮液生產裝置或是一儲存有該高鎂含量濃縮液的容器。如為該高鎂含量濃縮液生產裝置，可參『圖1』所示，該高鎂含量濃縮液生產裝置包括一過濾單元11、一真空低溫濃縮單元12以及一常壓蒸發單元13。該高鎂含量濃縮液的製造可根據該高鎂含量濃縮液生產裝置進行，包括以下步驟：
步驟S1：提供一海洋深層水，並透過該過濾單元11對該海洋深層水進行過濾，以得到一第一濃縮液，該第一濃縮液包含一重量百分比介於1900ppm至3000ppm之間的鎂、一重量百分比介於13000ppm至21000ppm之間的鈉、一重量百分比介於550ppm至1000ppm之間的鉀以及一重量百分比介於600ppm至1000ppm之間的鈣，其餘為水。於本實施例中，該海洋深層水可為一來自海平面下且深度介於200m至1500m之間的深層海水，較佳為深度介於300m至700m之間的深層海水。於本實施例中，該過濾單元11包括一微過濾膜11a、一超過濾膜11b以及一逆滲透膜11c，舉例來說，該微過濾膜11a具有一介於0.025μm至10μm之間的第一孔徑，以過濾該海洋深層水中的一懸浮物質，如泥沙、水藻、微生物等；該超過濾膜11b具有一介於5nm至10nm之間的第二孔徑，以過濾該海洋深層水中的微小顆粒或細菌；該逆滲透膜11c具有一介於0.2nm至1.0nm之間的第三孔徑，以過濾該海洋深層水中的一鹽類。
步驟S2：藉由該真空低溫濃縮單元12對該第一濃縮液進行濃縮，以得到一第二濃縮液，該第二濃縮液包含一重量百分比介於10000ppm至160000ppm之間的鎂、一重量百分比介於60000ppm至100000ppm之間的鈉、一重量百分比介於3000ppm至6000ppm之間的鉀以及一重量百分比介於300ppm至500ppm之間的鈣，其餘為水。該真空低溫濃縮單元12具有一介於50℃至70℃之間的溫度以及一介於10KPa至20KPa之間的壓力。
步驟S3：藉由該常壓蒸發單元13對該第二濃縮液進行加熱，使該第二濃縮液析出一結晶鹽，接著靜置該第二濃縮液以使該結晶鹽沉澱於底部，並汲取頂部的液體而得到一第三濃縮液。於本發明一實施例中，該常壓蒸發單元13為對該第二濃縮液施予一介於90℃至120℃之間的加熱溫度。
步驟S4：冷卻該第三濃縮液，並利用一具有一孔徑之過濾膜14對該第三濃縮液進行過濾而去除雜質，以得到一高鎂含量濃縮液，其中該過濾膜的該孔徑為介於0.2μm至2.0μm之間，該第三濃縮液通過該過濾膜14後將濾除雜質，濃度將不產生變化，即該第三濃縮液的濃度等於該高鎂含量濃縮液。於本發明中，該高鎂含量濃縮液包括兩種成分，第一實施例中，該第三濃縮液包含一重量百分比介於60000ppm至70000ppm之間的鎂、一重量百分比介於1000ppm至3200ppm之間的鈉、一重量百分比介於300ppm至3000ppm之間的鉀以及一重量百分比介於100ppm至300ppm之間的鈣；於第二實施例中，該第三濃縮液包含一重量百分比介於40000ppm至50000ppm之間的鎂、一重量百分比介於8000ppm至18000ppm之間的鈉、一重量百分比介於8000ppm至17000ppm之間的鉀以及一重量百分比介於15ppm至250ppm之間的鈣，其餘為水。
該淨化水輸出裝置20可為將一待淨化水過濾後得到一淨化水的淨化裝置或是一儲存有該淨化水的容器。如為該淨化裝置，請繼續參閱『圖1』，該淨化水輸出裝置20包含一第一濾芯21、一低壓開關22、一進水電磁閥23、一增壓泵24以及一逆滲透濾芯25，該第一濾芯21具有一接收該待淨化水的第一入水端211以及一第一出水端212，該低壓開關22具有一與該第一出水端212連接的第二入水端221以及一第二出水端222，以偵測該待淨化水是否持續供應至該第一濾芯21，該進水電磁閥23具有一與該第二出水端222連接的第三入水端231以及一第三出水端232，以控制該待淨化水的流量，該增壓泵24具有一與該第三出水端232連接的第四入水端241以及一第四出水端242，並對該待淨化水施加一高壓推力以增加該待淨化水的流量，該逆滲透濾芯25具有一與該第四出水端242連接的第五入水端251以及一將該淨化水排出的第五出水端252。
該淨化水輸出裝置20可進一步包含一沖洗電磁閥26、一淨水儲存桶27、一加熱元件28及一殺菌元件29，該沖洗電磁閥26與該逆滲透濾芯25的一第六出水端253連接，以控制一沖洗該逆滲透濾芯25的沖洗流量；該淨水儲存桶27設置於該逆滲透濾芯25與該混液裝置30之間，並儲存該第五出水端252所排出的該淨化水；該加熱元件28設置於該逆滲透濾芯25與該混液裝置30之間，並對該淨化水加熱而產生的一熱水，且將該熱水供應至該混液裝置30；該殺菌元件29設置於該逆滲透濾芯25與該混液裝置30之間，並對該淨化水殺菌而產生一無菌水，且將該無菌水供應至該混液裝置30。
該混液裝置30包括一儲液桶31、一抽水泵32以及一混液單元33，該儲液桶31用於儲存該高鎂含量濃縮液，該抽水泵32將該高鎂含量濃縮液自該儲液桶31中抽離，該混液單元33將該第五出水端252排出的該淨化水與透過該抽水泵32自該儲液桶31中抽出的該高鎂含量濃縮液混合而產生該高鎂含量飲用水。其中，該高鎂含量飲用水之混合系統係用於依據不同的飲用目的、應用範圍而將該高鎂含量濃縮液調配成適當的硬度的飲用水。
前述第一實施例的高鎂含量濃縮液，係可改善使用者骨質疏鬆的問題；而前述第二實施例的高鎂含量濃縮液，則可改善使用者的疲勞問題。為進一步具體說明本發明之第一實施例、第二實施例的該高鎂含量濃縮液的具體功效，請參閱下述依據本發明進行之實驗例以及比較例。
針對第一實施例所得到的高鎂含量濃縮液，係以切除卵巢的大白鼠來模擬停經後的女性，停經後的女性因賀爾蒙的改變，而骨質的減少速度會加快許多，因此容易產生骨質疏鬆症。各實驗例、對照例和比較例所採用的大白鼠為雌性Sprague-Dawley，先對大白鼠餵食不同比例的高鎂含量飲用水，再分別針對其血清以及組織切片進行分析。
各實驗例、對照例和比較例所餵食的高鎂含量濃縮液劑量如下表1所示，劑量之單位為每公斤體重；而對照例為未經切除卵巢的大白鼠。其中，添加檸檬酸鈣的目的為瞭解鈣對骨質疏鬆的影響。 表1，各實驗例、對照例和比較例的餵食條件
下表2為針對各實驗例、對照例和比較例之大白鼠，餵食後量測血清中的鹼性磷酸酶(Alkaline phosphatase，簡稱ALP)、血清尿素氮(Blood urea nitrogen，簡稱BUN)、肌酸酐(Creatinine，簡稱CRE)、麩草酸轉氨基酶(Glutamate oxaloacetate transaminase，簡稱GOT)、麩胺酸丙酮酸轉氨基酶(Glutamic-pyruvic transaminase，簡稱GPT)。 表2，各實驗例、對照例和比較例的血清量測結果
下表3為針對各實驗例、對照例和比較例之大白鼠，餵食後量測血清中的鈣、鎂、鉀、鈉、磷。 表3，各實驗例和比較例的血清量測結果
由表2可看出，大白鼠切除卵巢後，ALP將由115(U/L)上升到202(U/L)，此為反映骨質疏鬆之現象，而在飲用本發明第一實施例所得到的該高鎂含量濃縮液後，ALP將明顯降低至125(U/L)以下，顯示有效改善骨質疏鬆；其次，由BUN、CRE、GOT、GPT的結果可知，各實驗例在飲用該高鎂含量濃縮液後，並無影響肝及腎的功能；此外，由表3亦可發現，餵食後量測血清並無負面影響。
除了血清的檢測外，此處亦針對各實驗例和比較例的組織切片，以微電腦斷層掃描技術(Micro computed tomography，簡稱Micro-CT)觀察骨質密度和骨小樑的影像，如『圖2A』至『圖2F』以及『圖3A』至『圖3F』所示，『圖2A』至『圖2F』分別為實驗例1、實驗例2、實驗例3、對照例、比較例1、比較例2的骨質密度影像；『圖3A』至『圖3F』分別為實驗例1、實驗例2、實驗例3、對照例、比較例1、比較例2的骨小樑影像。由『圖2A』至『圖2C』可看出，對照例以及各實驗例的骨質密度較高，而由『圖2E』、『圖2F』可看出，比較例的骨質密度(Bone mineral density)減少；由『圖3A』至『圖3C』可看出，對照例以及各實驗例的骨小樑分布較密，而由『圖3E』、『圖3F』可看出，比較例的骨小樑(Trabacular bone)分布較為鬆散。
針對第二實施例所得到的高鎂含量濃縮液，係以中年男性為實驗例，年輕男性為對照例，分別量測其運動表現以及運動前中後的紅血球數量(Red blood cells，簡稱RBCs)，如『圖4』、『圖5A』至『圖5G』所示。『圖4』顯示實驗例和對照例，攝取第二實施例所得到的高鎂含量濃縮液以及安慰劑(Placebo，簡稱PLA)的運動表現改善狀況，其中，實驗例所服用的高鎂含量濃縮液，係調配為硬度600的高鎂含量飲用水。由圖中可看出對於對照例來說，服用高鎂含量濃縮液後的運動耐力表現並無顯著改善，且降低約4.77%，但對於實驗例來說，服用高鎂含量濃縮液後的運動耐力表現呈現顯著改善，增加約7.36%。
『圖5A』與『圖5C』顯示對照例和實驗例攝取第二實施例所得到的高鎂含量濃縮液以及PLA後，進行運動之前、後以及後2小時的紅血球量(Red blood cells，簡稱RBCs)，『圖5B』和『圖5D』為『圖5A』與『圖5C』的曲線下方的面積(Area under the curve)，『圖5E』與『圖5G』顯示對照例和實驗例攝取第二實施例所得到的高鎂含量濃縮液以及PLA後，進行運動之前、後以及後2小時的總血紅蛋白(total hemoglobin，簡稱tHB)，『圖5F』和『圖5H』為『圖5E』與『圖5G』的曲線下方的面積(Area under the curve)。由圖中可看出對於對照例來說，服用高鎂含量濃縮液和PLA對於RBCs和tHB幾乎沒影響，但對於實驗例來說，服用高鎂含量濃縮液者之RBCs和tHB係明顯增加，進一步探討實驗例，服用PLA者運動後RBCs的降低可歸因於運動後誘發溶血反應(Hemolysis)，此將阻擋氧的輸送並抑制紅血球調節血管舒張(RBC-mediated vasorelaxation)，而對運動表現產生負面影響，另外，tHB的趨勢係和RBCs類似。因此，由此結果係可推論第二實施例所得到的高鎂含量濃縮液可以減緩運動後誘發溶血反應，從而提升中年男性的運動耐力。
綜上所述，藉由本發明所選擇的高鎂含量濃縮液的成份範圍，經實驗後發現，該高鎂含量濃縮液具有改善骨質疏鬆或抗疲勞之功效。
以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅爲本發明的一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施的範圍。即凡依本發明申請範圍所作的均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍內。
10‧‧‧高鎂含量濃縮液輸出裝置
11‧‧‧過濾單元
11a‧‧‧微過濾膜
11b‧‧‧超過濾膜
11c‧‧‧逆滲透膜
12‧‧‧真空低溫濃縮單元
13‧‧‧常壓蒸發單元
14‧‧‧過濾膜
20‧‧‧淨化水輸出裝置
21‧‧‧第一濾芯
211‧‧‧第一入水端
212‧‧‧第一出水端
22‧‧‧低壓開關
221‧‧‧第二入水端
222‧‧‧第二出水端
23‧‧‧進水電磁閥
231‧‧‧第三入水端
232‧‧‧第三出水端
24‧‧‧增壓泵
241‧‧‧第四入水端
242‧‧‧第四出水端
25‧‧‧逆滲透濾芯
251‧‧‧第五入水端
252‧‧‧第五出水端
253‧‧‧第六出水端
26‧‧‧沖洗電磁閥
27‧‧‧淨水儲存桶
28‧‧‧加熱元件
29‧‧‧殺菌元件
30‧‧‧混液裝置
31‧‧‧儲液桶
32‧‧‧抽水泵
33‧‧‧混液單元
『圖1』，為本發明一實施例，高鎂含量飲用水之混合系統示意圖。 『圖2A』至『圖2F』，為第一實施例中，實驗例、對照例和比較例以微電腦斷層掃描技術呈現骨質密度影像的示意圖。 『圖3A』至『圖3F』，為第一實施例中，實驗例、對照例和比較例以微電腦斷層掃描技術呈現骨小樑影像的示意圖。 『圖4』，為第二實施例中，實驗例和對照例攝取高鎂含量飲用水以及安慰劑的運動表現改善狀況。 『圖5A』至『圖5H』，為第二實施例中，實驗例和對照例攝取高鎂含量飲用水以及PLA後之運動前、後及後2小時的紅血球量以及總血紅蛋白變化。
10‧‧‧高鎂含量濃縮液輸出裝置
11‧‧‧過濾單元
11a‧‧‧微過濾膜
11b‧‧‧超過濾膜
11c‧‧‧逆滲透膜
12‧‧‧真空低溫濃縮單元
13‧‧‧常壓蒸發單元
14‧‧‧過濾膜
20‧‧‧淨化水輸出裝置
21‧‧‧第一濾芯
211‧‧‧第一入水端
212‧‧‧第一出水端
22‧‧‧低壓開關
221‧‧‧第二入水端
222‧‧‧第二出水端
23‧‧‧進水電磁閥
231‧‧‧第三入水端
232‧‧‧第三出水端
24‧‧‧增壓泵
241‧‧‧第四入水端
242‧‧‧第四出水端
25‧‧‧逆滲透濾芯
251‧‧‧第五入水端
252‧‧‧第五出水端
253‧‧‧第六出水端
26‧‧‧沖洗電磁閥
27‧‧‧淨水儲存桶
28‧‧‧加熱元件
29‧‧‧殺菌元件
30‧‧‧混液裝置
31‧‧‧儲液桶
32‧‧‧抽水泵
33‧‧‧混液單元

Claims (8)

  1. 一種高鎂含量濃縮液，包含一重量百分比介於60000ppm至70000ppm之間的鎂、一重量百分比介於1000ppm至3200ppm之間的鈉、一重量百分比介於300ppm至3000ppm之間的鉀以及一重量百分比介於100ppm至300ppm之間的鈣，其餘為水。
  2. 一種高鎂含量濃縮液，包含一重量百分比介於40000ppm至50000ppm之間的鎂、一重量百分比介於8000ppm至18000ppm之間的鈉、一重量百分比介於8000ppm至17000ppm之間的鉀以及一重量百分比介於15ppm至250ppm之間的鈣，其餘為水。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之高鎂含量濃縮液，係使用一自海平面下深度介於200m至1500m之間的深層海水濃縮得到。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之高鎂含量濃縮液，其中該深層海水係海平面下深度介於300m至700m之間。
  5. 一種高鎂含量飲用水之混合系統，包含： 一高鎂含量濃縮液輸出裝置，係提供一如申請專利範圍第1項或第2項所述之高鎂含量濃縮液； 一淨化水輸出裝置，係提供一淨化水；以及 一與該高鎂含量濃縮液輸出裝置和該淨化水輸出裝置連通的混液裝置，並將該高鎂含量濃縮液與該淨化水混合而得到一高鎂含量飲用水。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之高鎂含量飲用水之混合系統，其中該高鎂含量濃縮液輸出裝置包括一過濾單元、一真空低溫濃縮單元以及一常壓蒸發單元，該過濾單元對一海洋深層水進行過濾，以得到一第一濃縮液，該真空低溫濃縮單元對該第一濃縮液進行濃縮，以得到一第二濃縮液，該常壓蒸發單元對該第二濃縮液進行加熱，使該第二濃縮液析出一結晶鹽，靜置該第二濃縮液以使該結晶鹽沉澱於底部，並汲取頂部的液體而得到一第三濃縮液，接著冷卻該第三濃縮液，並利用一具有一孔徑之過濾膜對該第三濃縮液進行過濾，以得到一高鎂含量濃縮液。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之高鎂含量飲用水之混合系統，其中該混液裝置包括一儲液桶、一抽水泵以及一混液單元，該儲液桶儲存該高鎂含量濃縮液，該抽水泵將該高鎂含量濃縮液自該儲液桶中抽離，該混液單元將該淨化水與透過該抽水泵自該儲液桶中抽出的該高鎂含量濃縮液混合而產生該高鎂含量飲用水。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之高鎂含量飲用水之混合系統，其中該淨化水輸出裝置包含一第一濾芯、一低壓開關、一進水電磁閥、一增壓泵以及一逆滲透濾芯，該第一濾芯具有一接收一待淨化水的第一入水端以及一第一出水端，該低壓開關具有一與該第一出水端連接的第二入水端以及一第二出水端，以偵測該待淨化水是否持續供應至該第一濾芯，該進水電磁閥具有一與該第二出水端連接的第三入水端以及一第三出水端，以控制該待淨化水的流量，該增壓泵具有一與該第三出水端連接的第四入水端以及一第四出水端，並對該待淨化水施加一高壓推力以增加該待淨化水的流量，該逆滲透濾芯具有一與該第四出水端連接的第五入水端以及一將該待淨化水淨化完成的一淨化水排出的第五出水端。
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